(发黑)

发蓝 发蓝 发蓝是将钢在空气中加热或直接浸于浓氧化性溶液中﹐使其面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术﹐也称发黑。钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行﹐也可在高温热空气及500℃以上的过热蒸气中进行﹐更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。     发蓝时的溶液成分﹑反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。发蓝膜的成分为磁性氧化铁﹐厚度为0.5～1.5微米﹐颜色与材料成分和工艺条件有关﹐有灰黑﹑深黑﹑亮蓝等。单独的发蓝膜抗腐蚀性较差﹐但经涂油涂蜡或涂清漆后﹐抗蚀性和抗摩擦性都有所改善。发蓝时﹐工件的尺寸和光洁度对质量影响不大。故常用于精密仪器﹑光学仪器﹑工具﹑硬度块等。  钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。碱发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。 发黑质量的好坏往往因这些工序而变化金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。     黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。 一、碱性氧化法“发蓝”药液     1．配方： 硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克  2．制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。     3．说明：  （1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。  （2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。 金属中含碳量%工作温度（℃）处理时间（分）开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60合金钢142-145153-15560-90 （3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。一般使用半年后就应更换全部溶液。 （4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。然后,又用热水冲洗，吹于。 二、酸性氧化法“发蓝”药液     1．配方： 磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克  2．制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。     3．说明：     （1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。     （2）此法所得保护膜呈黑色，其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成，其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。     4.“发蓝”工作温度为100℃，处理时间为40～45分钟。在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在3～5克／升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在5～10克／升。应注意定期分析药液磷酸的含量。     5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。 浅述发黑容易产生的疵病与对策 紧固件通过发黑处理，可使其表面生成保护性的氧化膜。膜的主要成分是磁性氧化铁（Fe3O4）,膜的颜色视其基体材质及表面状态，处理工艺的不同而有所差异，故又叫“发蓝”或“发黑”。由于用碱性氧化法不会对紧固件渗氢，造成氢脆。因此，一些弹性零件，如弹簧垫圈、波形垫片等常用发黑作保护层。 氧化膜颜色检验应以黑色或蓝黑色、膜层颜色均匀为主。但在实际生产中，若操作不当或对发黑液使用不当，就会产生一些质量问题。   中国机械专家网 www.expsky.com     一般常见的疵病有以下几种：白斑、发花；颜色不正；氧化膜不牢；锈斑、手印等。       一、 白斑、发花   中国机械专家网 www.expsky.com     这种现象主要表现为氧化膜的色泽深浅不一，出现白斑、发花。       产生原因：①多数白斑、发花的产生是紧固件在发黑前表面没有彻底清洗干净，有残留的油渍、锈斑；②紧固件在发黑过程中粘牢、紧靠，使工件与发黑液的接触面不均匀。       防止对策：①紧固件必须彻底清理干净。对于高碳钢或渗碳件易采用碱液煮洗除油。即使没有锈迹的中、低碳钢紧固件也要用8%～10%盐酸溶液浸洗，增加紧固件表面活性，使之易于氧化发黑。②有条件的情况下，对红打（热锻）的紧固件必须进行喷砂处理，喷砂必须彻底，不留死角。③用挂具吊挂时，在发黑过程中应经常翻动，使发黑液均匀接触紧固件表面。④若以产生白斑、发花，紧固件必须重新进行酸洗，才能再次进行补救发黑。       二、颜色不正   中国机械专家网 www.expsky.com     紧固件发黑后出现偏蓝色或发红。       产生原因：①钢材成分不同。其氧化膜形成速度不同；②发黑液配比不当。③紧固件表现存在锈斑或氧化物层。       防止对策：①不同钢材的紧固件要分别进行发黑处理；②将发黑液的成分适当调整（碱含量过高时，降低浓度）；③将紧固件进行酸洗处理，然后再次进行发黑处理。       三、 氧化膜不牢       产生原因：①发黑前紧固件除油清洗不彻底；②发黑处理时间过长，发黑层过厚，形成了发黑浮层，附着力差；③紧固件酸洗后的清水冲洗不干净，将残酸带到发黑液中，造成局部反应过度；④工件表面有浮锈。       防止对策：①将紧固件彻底清洗干净，用流动水清洗，不可用砂纸打磨代替清洗；②准确掌握紧固件在发黑液中的时间，一般发黑1小时左右，如果采用二次发黑，只需30分钟；③酸洗后的紧固件应迅速进行发黑处理；④若紧固件不酸洗或酸洗后放置时间过长，都容易产生浮锈，故对紧固件进行酸洗后应立即进行发黑处理；⑤对直接冲压成形的薄壁件，如弹簧片、夹子等可先进行材料碱性去磷，增加表面活性。       四、 锈斑、手印       发黑改变紧固件颜色的原因是氧化反应，所以发黑后的紧固件需及时进行脱水封闭。如果发黑后的紧固件不及时浸油封闭，已活化的元素和空气继续反应，有时会出现变色现象。       产生原因：①紧固件发黑后未进行脱水防锈处理，只使用一般油质涂覆，将水分子封闭在紧固件表面，造成紧固件表面锈蚀；②油中混入太多水分造成脱水不彻底。       防止对策：①将发黑后的紧固件用专用防锈油，对其进行脱水封闭处理，将紧固件表面的水置换掉，并以油膜保护紧固件表面；②防锈油使用一段时间后，应放掉容器底部的水分，长期使用的防锈油水分含量过大时，应及时调换。       五、结语   中国机械专家网 www.expsky.com     总之，当我们迈入二十一世纪后的紧固件表面氧化技术，已发生了一个又一个的变化，即更加环保，更短的处理工艺，更优的品质和较低的生产成本。我们希望表面氧化技术继续为提高紧固件质量做出贡献，并且以不断提升的发展形式而逐步发展。  常规发黑中容易产生的缺陷及补救方法 一、常规发黑中的要求及配方 　　常规发黑中，发黑液的温度应控制在138—146℃之间，发黑时间以20—30min为宜。发黑时，紧固件必须置于槽液的中部，不允许使紧固件露出液面或靠近槽底。其配方为：氢氧化钠（NaOH）650—700g/L,亚硝酸钠（NaNO2）70—75g/L，磷酸三钠（Na3PO4•12H2O）80g/L。氢氧化钠（NaOH）和亚硝酸钠（NaNO2）含量之比以（8—12）：1为最好。低碳钢采用温度的下限，比值的上限为宜。 　　二、发黑过程中产生的主要缺陷 　　（1）发黑件表面出现红褐色锈斑。 　　（2）发黑膜颜色发淡。 　　（3）发黑件表面发红。 　　（4）发黑件表面发绿，色泽不均匀。 　　三、缺陷产生的原因分析及补救办法 　　（1） 当氧化剂（NaNO2）含量不足时，腐蚀程度加剧，从而产生氢氧化铁（Fe（OH）3）红褐色锈斑。遇到这种情况，可加入适量的氧化剂（NaNO2），并加水降低槽温即可。 　　（2） 当槽液温度较低、氧化不充分时，便会造成发黑膜颜色发淡。这时可根据化验结果，适当增加槽液浓度，提高槽液温度便可。 　　（3） 当槽液温度偏高、腐蚀剂（NaOH）含量过多时，发件黑表面会出现发红现象。这时应严格控制槽温，同时严格控制氢氧化钠（NaOH）和亚硝酸钠（NaNO2）之比，其比值不可大于12：1。 　　（4） 槽温偏低、装量太多、槽液浓度较低时，会在发黑件表面出现发绿现象，且色泽不均匀。这时应提高槽温和槽液浓度。